Gymnázium Christiana Dopplera, Zborovská 45, Praha 5
ROČNÍKOVÁ PRÁCE Tříúběžníková perspektiva
Vypracoval: Zdeněk Ovečka Třída: 4. C Školní rok: 2011/2012 Seminář: Deskriptivní geometrie
Prohlášení Prohlašuji, že jsem svou ročníkovou práci napsal samostatně a výhradně s použitím citovaných pramenů. Souhlasím se zapůjčováním práce.
V Černošicích dne 19. února 2012
Zdeněk Ovečka
Obsah Úvod
3
1 – Co je perspektiva
4
2 – K čemu slouží
4
3 – Jednoúběžníková (průčelná) perspektiva
5
4 – Dvouúběžníková (narožní) perspektiva
6
5 – Tříúběžníková perspektiva
7
5.1 – Průsečná metoda
7
5.2 – Volná metoda
11
6 – Dělení úseček
14
Závěr
15
Zdroje
16
Přílohy
17
2
Úvod Tato ročníková práce se zabývá jednou z mnoha promítacích metod, v tomto případě se jedná o tříúběžníkovou (trojúběžníkovou) perspektivou. Na úvod je zde vysvětleno, proč tato metoda existuje a kde se s ní můžeme setkat, déle něco o perspektivách jednoúběžníkové (průčelné) a dvouúběžníkové (nárožní), kde je vysvětleno několik základních pravidel, které zde platí. U obou je zde i názorná ukázka. Dále hlavní téma, tedy tříúběžíníková perspektiva, známá také jako Perspektivní axonometrie, také s pravidly a názornými ukázkami. Jsou zde i dva způsoby konstrukce, vysvětleny krok po kroku i s ilustrací. Na konci práce je přiloženo několik ukázek, kde se perspektiva uplatňuje a jak v ní vypadají různé objekty.
3
1. Co je perspektiva Ač si to většina lidí neuvědomuje, tak perspektiva je u člověka na denním pořádku. Je to optický jev, který způsobuje řadu „zkreslení“ skutečnosti. Například dvě věci, jež jsou naprosto stejné, ale od nás jinak vzdálené, mají jinou velikost. Ta věc, která je dál, se nám jeví menší. Dále předměty, které jsou postavené v řadě, tak čím dál od nás jsou, tím se nám jeví blíže u sebe. Perspektiva zkracuje linie. Příkladem může být pouliční osvětlení. Dalším jevem je to, že dvě či více rovnoběžek se nám na horizontu sbíhají do jednoho bodu. Snad každý člověk ví, že železniční koleje musí být pořád stejně daleko od sebe, ale když se podívá do dálky, připadá mu, že se přibližují.
(Ú – úběžník, h – horizont, z – základnice)
Příčinou tohoto jevu je to, jak pracují naše oči. Jelikož naše oči nevidí tunelově, ale mají určitý zorný úhel, tak z dálky musí zpracovávat více informací. Proto se předměty s rostoucí vzdáleností „komprimují“ a tak máme možnost vidět více.
2. K čemu slouží Lineární perspektiva slouží k tomu, abychom mohli trojrozměrné věci přenést na dvourozměrné právě tak, jak je vnímají naše oči. V praxi se využívá k zobrazování objektů větších rozměrů, pro vizualizaci různých projektů nebo také pro vizualizaci interiéru, jelikož je tak vidět, jak vše bude vypadat v prostoru a jak to my budeme vnímat. Perspektivní obrazy, které zná opravdu každý, jsou například fotografie. 4
3. Jednoúběžníková (průčelná) perspektiva Jde o perspektivu s jedním úběžníkem, kde je pravoúhlé těleso orientováno jednou svislou stěnou kolmo k ose pohledu. Tato stěna tedy není nijak zkreslena. Zbylé boční stěny, základna a strop ubíhají směrem do hloubky a jejich hrany, které jsou rovnoběžné s osou pohledu, se sbíhají do středového úběžníku a jejich rozměry se zkreslují. Tato perspektiva se využívá hlavně pro zachycení interiérů.
Interiér
5
4. Dvouúběžníková (nárožní) perspektiva Jde o perspektivu se dvěma úběžníky, kde je pravoúhlé těleso natočeno k zobrazovací rovině tak, že s ní svislé stěny svírají jiný úhel než 90°. Stěny natočené doprava mají svůj úběžník vpravo na horizontu, stěny natočené doleva zase vlevo na horizontu. Proto je každá ze stěn perspektivně zkreslená. Tato perspektiva se využívá k zachycení vnějšího obrazu těles (domy, apod.). U těles s jinou než pravoúhlou podstavou má každá stěna svůj vlastní úběžník (např. trojboké či pětiboké tvary).
6
5. Tříúběžníková perspektiva Jde o perspektivu se třemi úběžníky. Pravoúhlé těleso je k zobrazovací rovině natočeno tak, že s ní svislé stěny svírají jiný úhel než 90°. Navíc se na těleso koukáme buďto zespoda vzhůru (žabí perspektiva) nebo shora dolů (ptačí perspektiva). Tím se nám objeví onen třetí úběžník, tzv. úběžník svislic. První dva úběžníky jsou na horizontu tak jako je to u dvouúběžníkové perspektivy. Znamená to tedy, že už žádné linie obrazu nebudou rovnoběžné a všechny budou lineárně zkreslené. Této metody promítání se využívá pro zobrazování velmi vysokých či rozsáhlých předmětů, abychom dostali přirozený obraz.
5.1 Průsečná metoda Nyní si vysvětlíme a ukážeme, jak narýsovat předmět v tříúběžníkové perspektivě pomocí Průsečné metody. První věcí, kterou budeme potřebovat, je objekt, který chceme zakreslit v perspektivě. Sestrojíme si jeho půdorys
a
nárys
v Mongeově
promítání. Následně si v půdorysu zvolíme směr a místo pohledu (o1; o1 // x1,2). Musíme si také zvolit i směr pohledu v nárysu (o2). Na ose pohledu
volíme
místo,
odkud
předmět pozorujeme (S; S leží na o). Dále volíme průmětnu (modré polopřímky)
kolmou
na
osu
pohledu. V tomto případě jsme si pohled zvolili tak, že nám vyjde žabí perspektiva, tzn. díváme se zespoda a úběžník svislic nám tedy vyjde nad objektem.
7
Nyní si musíme sestrojit několik důležitých bodů pro získání třetího úběžníku a také ke konstrukci půdorysu objektu v perspektivě. V půdorysu si sestrojíme bod H (hlavní bod). Vzdálenost |S1H| je distance. Dále bod USP, který zde přebírá úlohu bodu H z jednoúběžníkové a dvouúběžníkové
perspektivy,
tedy
úběžník spádových přímek půdorysny. Z průmětny se nám stává základnice a horizont prochází bodem USP.
Nejdůležitějšími body jsou U3 (úběžník svislic), bod S0, který zastupuje distančník a nakonec dělící bod D. Nejprve si na kolmici k přímce o1 a procházející bodem H naneseme vzdálenost m, dostaneme bod (S). Poté sestojíme kolmici na přímku (S)USP a tam, kde nám protne o1, se nachází třetí úběžník U3. Pro získání bodu S0 si sestojíme kružnici se středem v bodě USP, poloměr kružnice je roven velikosti úsečky (S)USP. Průsečíkem kružnice a přímky o1 je již zmíněný bod S0. Dělící bod D leží také na o1 a vzdálenost od U3 je stejná jako u bodu (S). |U3D| = |U3(S)| 8
Nyní se hodí otočit si celý rys o 90° doprava (po směru hodinových ručiček). Půdorys objektu získáme stejně jako ve dvouúběžníkové perspektivě. Jen si musíme uvědomit, že hlavním bodem je zde USP a distančníkem je bod S0. Pro získání bodu A vedeme kolmici k základnici procházející A1 a odtud do hlavního bodu. Poté S0 spojíme s A1. Tam, kde se nám přímky protnou, máme bod A. Takto postupujeme u všech bodů v půdorysu.
9
Výšku objektu získáme následovně: Z bodu D vedeme přímku bodem A (ten jsme získali při rýsování půdorysu) a kde nám protne přímku a (tu jsme také využívali pro získání půdorysu), máme bod M. Na přímce a si naneseme velikost n, kterou získáme z nárysu objektu v Mongeově promítání. Získáme tak bod N. Z bodu A vedeme přímku úběžníkem U3. Bod N spojíme s dělícím bodem D a tam kde nám protne svislici z bodu A, máme bod AV, což je horní roh objektu. Takto jsme získali výšku v perspektivě. Stejně pokračujeme u všech další bodů.
10
5.2 Volná metoda Další možnou metodou, jak zobrazit objekt ve tříúběžníkové perspektivě, se nazývá „volná metoda“. Jako první si zvolíme horizont, na něm máme dva úběžníky (U1 a U2), které si také zvolíme, a základnici. Nakonec úběžník svislic (U3) volíme mimo horizont. Zde jsme si ho zvolili pod horizontem, vyjde nám tedy ptačí perspektiva (pohled shora).
Dále budem potřebovat hlavní bod H. Bod H je průsečíkem výšek trojúhelníku U1U2U3. Dalším důležitým bodem je S0, který si sestrojíme pomocí Tháletovy kružnice.
11
Nyní pomocí druhé Thaletovy kružnice sestrojíme bod (S), který je průsečíkem rovnoběžky procházející hlavním bodem a již zmíněné kružnice. Dále tzv. dělící bod D, který leží na přímce S0H a platí |U3(S)| = |U3D|.
Nyní si můžeme sestrojit půdorys objektu podle pravidel dvouúběžníkové perspektivy.
12
Výšku objektu dostaneme tak, že si ji z bodu (v tomto případě bod A) naneseme na kolmici k základnici. Bod AV, tedy bod horního rohu je průsečíkem přímek DV a U3A. Takhle si můžeme pomocí vynášení jednotlivých bodů narýsovat téměř cokoliv.
13
6. Dělení úseček Prvním případem je dělení úsečky ležící v základní rovině π (nebo v rovinách s ní rovnoběžných). V tomto případě postupujeme jako ve dvouúběžníkové perspektivě. Pro dělení využijeme úběžnici roviny, ve které přímka leží, což je zde horizont h. Dále potřebujeme libovolnou rovnoběžku s touto úběžnicí (v tomto případě byla využita
základnice).
Na
horizontu
si
zvolíme libovolný úběžník V. Sestrojíme si přímky z bodu V do bodů A a B. Tím na základnici získáme úsečku
AZBZ. Tu si
nyní rozdělíme na požadovaný počet částí (body 1Z až 4Z), které zpětně spojíme s úběžníkem V. Vzniklé přímky nám tímto rozdělí
původní
úsečku
ve
správném
poměru.
Pro dělení svislé přímky si zvolíme jinou přímku p1, která má stejný úběžník UK. Jedním bodem vedeme rovnoběžku další přímku p2 a platí, že p1 // p2. Na přímce p1 si zvolíme libovolný bod W. Sestrojíme si přímky z bodu W do bodů A a B. Tím na rovnoběžce p2 získáme úsečku APBP. Tuto vzniklou úsečku si rozdělíme na požadovaný počet částí (body 1P až 4P), které zpětně spojíme s bodem W. Vzniklé přímky nám tímto
rozdělí
původní
svislou
úsečku
ve
správném poměru.
14
Závěr Řekli jsme si něco o jevu, který je součástí našeho života, seznámili jsme se s různými druhy perspektivy a dvěma způsoby jsme si ukázali, jak přenést trojrozměrný objekt na papír tak, aby vypadal co nejdůvěryhodněji, tedy do tříúběžníkové perspektivy. Zde šlo o velice jednoduché příklady, ale když víme, jakým způsobem dostaneme do perspektivy jeden bod, můžeme si takto sestrojit prakticky cokoliv. Na závěr jsou přiloženy dva lehce složitější rysy pro lepší představu, jak asi může vypadat zajímavější objekt, než je kvádr.
15
Zdroje Doc. RNDr. Jaroslav Černý, CSc., doc. RNDr. Milada Kočandrlová, CSc. (1998): Konstruktivní geometrie, Vydavatelství ČVUT, Praha 6, Thákurova 1 Jehlička, Aleš: zabavna_konstrukce_3up.pdf http://cs.wikipedia.org/wiki/Perspektiva http://www.fd.cvut.cz/department/k611/PEDAGOG/files/webskriptum/perspektiva/linearni_pers pektiva.html http://en.wikipedia.org/wiki/Perspective_%28graphical%29
16
Přílohy
Obr. 1 – Volná metoda
17
Obr. 2 – Průsečná metoda 18
